2.5 Một số cụm bộ phận chính của máy
2.5.2 Bộ truyền động - chuyển đổi mômen
Sơ đồ của bộ truyền động - chuyển đổi mô men được thể hiện trên hình 6.11 gồm hai bộ phận: bên trái là bộ chuyển đổi mômen và bên phải là bộ truyền động.
a, Những điểm đặc trưng:
Máy xúc tải truyền động cho bánh xe qua một bộ chuyển đổi mômen băng tua bin thủy lực kép lắp giữa động cơ với bộ truyền động để truyền năng lượng. Sử dụng bộ chuyển đổi mô men có những ưu việt sau đây:
Bộ chuyển đổi mômen có thể tự động thay đổi mô men và tốc độ đầu ra của bộ truyền động để đáp ứng yêu cầu của máy tải tùy theo tình trạng đường khác nhau và cách vận hành khác nhau.
Bộ chuyển đổi mômen có thể đáp ứng như một truyền động vô cấp và truyền động trơn khi máy tải tăng từ tốc độ khởi động đến tốc độ lớn nhất, vì vậy việc tăng tốc của xe là tốt.
Khi máy xúc tải chạy từ bên này sang bên kia đường dốc hoặc vật cản, tốc độ của xe sẽ giảm trong khi lực kéo động tăng để đáp ứng yêu cầu của xe mà không phải chuyển số. Nhờ vậy, xe có thể chạy với tốc độ phù hợp để vượt qua vật cản. Khi sức bên ngoài giảm, tốc độ của máy tải sẽ tự động tăng do đó hiệu suất làm việc là cao.
Khi máy tải thao tác xúc vào đống vật liệu với tốc độ cao nếu sức cản tăng thì tốc độ sẽ tự động giảm trong khi mômen truyền động tăng để đảm bảo lực đẩy tăng.
Với những ưu việt trên, máy tải có thể vận hành ở tốc độ di chuyển trung bình cao hơn, chu kỳ làm việc ngắn hơn, kết quả là hiệu suất cao hơn.
Với hai tua bin, bộ chuyển đổi mô men có thể thực hiện chức năng của bộ truyền động với hai tỉ số truyền, do đó sự sắp xếp cho phù hợp của bộ truyền động được chặt hơn.
- Nhờ có tỉ số chuyển đổi mô men cao và hiệu suất cao nên động cơ có thể vận hành hiệu quả hơn và đem lại kết quả tiết kiệm cao.
- Vì năng lượng được truyền bằng dầu thủy lực thay cho việc liên kết cơ khí nên không bị sốc hoặc va chạm giữa các trục đầu vào và trục đầu ra, động cơ không bị chết máy do tải bên ngoài tăng đột ngột. Nhờ vậy, những bơm dầu làm việc liên tục và do đó đảm bảo cho máy vận hành an toàn và tin cậy.
- Do những đặc trưng nêu trên, cường độ lao động của lái xe bỏ ra là ít nhất và máy xúc tải vận hành thuận lợi.
b, Kết cấu và nguyên lý vận hành.
Bộ chuyển đổi mômen vẽ trên hình 2.11, gồm 4 bộ phận cơ bản: cánh quay 6 (B), các tua bin 4 (T1) và 3 (T2), stato 5 (D). Khoang tạo thành do các bộ phận này được đổ đầy dầu, cánh quay B được truyền động trực tiếp với tốc độ quay của động cơ và chuyển đổi năng lượng của động cơ thành năng lượng thủy động lực.
13
15 n12
14 11 12 (Z2)
11 (Z4) 10
THEO A 9 (Z1)
3 2 1
5 4 7 6
8 (Z3)
n11
A
n10
nT2 nT1
Hình 2.11. Sơ đồ bộ chuyển đổi mô men và ly hợp quá tốc.
1. Động cơ 2. Bánh đà 3. Tua bin T2 4. Tua bin T1 5. Stator 6. Cánh quay 7. Bánh răng 8. Bánh răng Z2 9. Bánh răng Z1 10. Trục 11. Bánh răng Z4 12. Bánh răng Z3 13. Cam 14. Con lăn 15. Lò xo
Dòng dầu chảy tuần hoàn trong bộ chuyển đổi từ cánh quay B đến các tuabin T1
và T2, nơi động năng của nó bị hấp thu chuyển thành mômen truyền cho bộ ly hợp quá tốc qua những bánh răng Z1, Z3, Z2 và Z4. Áp suất dầu làm cho tuabin T1và T2 quay với tốc độ nT1 và nT2 tương ứng. Theo kết cấu của cánh tuabin dòng dầu chảy tuần hoàn từ B qua tuabin T1, tua bin T2 rồi xoáy tròn đi về phía sau và vào stato. Sau đó, dầu chảy qua stato và stato hướng dầu trở lại cánh quay B. Nhờ dòng dầu được hướng trở lại nên mômen chuyển sang bộ chuyển đổi được nhân lên nhiều lần và stato cần thiết để nhân mômen lên.
Tuabin T2 truyền năng lượng từ động cơ đến trục đầu ra chủ yếu với điều kiện tải nhẹ và tốc độ cao. Dầu chảy qua những cánh tuabin T1 theo chiều trục. Tuabin T1
truyền mômen với điều kiện tải nặng và tốc độ thấp. Trong điều kiện đó bộ ly hợp quá tốc khóa bánh răng Z2 với bánh răng Z4 bằng tác dụng nêm của con lăn. Vì vậy mômen từ tuabin T1 được kết hợp với mômen của tuabin T2 và chuyển đến trục đầu ra.
Bộ ly hợp quá tốc dùng kết hợp với các tua bin được thể hiện trên hình 2.11 (phần nhìn theo A). Gồm có cam 13 gắn liền với may ơ bánh răng Z4, lò xo giữ con lăn trên chu vi của cam. Cả cam, lò xo và con lăn được đặt bên trong may ơ bánh xe của bánh răng Z2.
Khi máy xúc tải di chuyển ở tốc độ cao và yêu cầu tải nhẹ, bánh răng Z4 cùng với cam chạy nhanh hơn bánh răng Z2 (tức là n11> n12). Lúc này con lăn để cho bánh răng Z2 quay tự do, do đó toàn bộ mômen được chuyển từ tuabin T2 đến trục đầu ra.
Khi yêu cầu tải tăng, làm cho bánh răng Z4 quay chậm hơn bánh răng Z2 (n11< n12). Lúc này con lăn trở thành nêm kẹp chặt cam và may ơ bánh răng Z2. Tức là bộ ly hợp quá tốc hoạt động khóa các bánh răng Z2 và Z4 với nhau bằng tác dụng nêm của các con lăn. Nhờ vậy, mômen do mỗi tua bin được kết hợp với nhau và cả hai tuabin chuyển mômen tổng cho trục đầu ra. Mô men trục đầu ra được tăng lên. Bộ ly hợp quá tốc vào khớp hoặc nhả khớp một cách tự động tùy theo yêu cầu thay đổi về tốc độ xe và mức tải.